Laser, diodi ad emissione luminosa (LED) e diodi superluminescenti (SLD) sono tutte sorgenti luminose a stato solido con origini nella seconda metà del 20 ° secolo. Il laser un tempo esotico è ora un oggetto domestico, anche se in genere nascosto nei video e nei lettori CD. I LED sono onnipresenti, economici ed energeticamente efficienti, con una vasta gamma di applicazioni, tra cui luci posteriori auto, cifre dell'orologio e indicatori di direzione. Gli SLD hanno caratteristiche sia di LED che di laser, ma a differenza di essi producono una vasta gamma di colori.

Emissione di luce

Laser, LED e SLD sono tutte variazioni del diodo - una coppia unita di materiali a base di silicio, uno elettricamente positivo, l'altro negativo, contenente tracce di arsenico, gallio e altri elementi. Come con altri tipi di diodi, questi dispositivi conducono l'elettricità solo in una direzione; inoltre, producono anche luce. Un laser amplifica la luce avendo il silicio all'interno di una coppia di specchi paralleli, uno dei quali consente a una piccola quantità di luce di uscire, producendo il raggio. Un SLD è in qualche modo simile, usando un dispositivo chiamato guida d'onda ottica per amplificare la luce, ma senza specchi. Un LED è il dispositivo più semplice dei tre, usando solo il bagliore della giunzione di silicio quando passa una corrente.

Coerenza

A differenza di quasi tutte le altre fonti di luce, un laser produce onde luminose che sono tutto in fase, una proprietà conosciuta come coerenza. Ciò significa che le onde luminose in un laser hanno creste e avvallamenti che si allineano tutti allo stesso tempo, come i soldati in marcia nella formazione. I LED e gli SLD producono una luce convenzionale e incoerente, che è più simile al traffico pedonale su un marciapiede trafficato. La coerenza è utile nell'olografia, nelle immagini tridimensionali create con la luce laser e nell'interferometria, che utilizza l'interferenza dell'onda di luce per misurare con precisione distanze estremamente ridotte.

Larghezza di banda

La larghezza di banda di un la sorgente di luce è la gamma di lunghezze d'onda che produce. Laser e LED sono entrambi monocromatici, producendo un singolo colore; la luce laser è una singola lunghezza d'onda, mentre i LED producono un intervallo molto ristretto centrato su una particolare lunghezza d'onda. La larghezza di banda di un SLD dipende dal dispositivo: alcuni sono altrettanto sottili di un LED, altri sono molto più ampi, anche se non così ampi come la luce del sole o l'illuminazione a incandescenza.

Direzione

An Il LED produce luce ad ampio angolo rispetto alla sua giunzione di silicio. Per migliorare la luminosità, un obiettivo in alcuni progetti LED mette a fuoco la luce in una gamma più ristretta. Gli SLD producono luce in un arco di circa 35 gradi. La luce laser è collimata, il che significa che si diffonde molto poco da solo, mantenendo un fascio stretto. Se necessario, le lenti possono focalizzare la luce laser su un piccolo punto o estenderla in un ampio angolo.